CN106094871A - 一种太阳能供电的飞行控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能供电的飞行控制系统，包括地面遥控器、飞控主控器、方向探测模块、定位模块、图像采集模块、通信模块、电源管理模块，其中：电源管理模块：采集太阳能，并将太阳能转化为电能传输给飞控主控器。本发明的优点：解决了现有的微型飞行器不能自动供电，导致飞行器不能维持长时间飞行，更换电池麻烦、浪费能源、不环保耐用的问题。
Description
技术领域
本发明涉及微型飞行器领域，具体地说涉及一种太阳能供电的飞行控制系统。
背景技术
微型飞行器由于具有特殊的用途而倍受关注。一个重要应用是军事侦察，可装备到士兵班，进行敌情侦察及监视。还可用于战争危险估计、目标搜索、通信中继，监测化学、核或生物武器，侦察建筑物内部情况。可适用于城市、丛林等多种战争环境。因为其便于携带，操作简单，安全性好的优点，可以在部队中大量装备。在非军事领域，配置有相应传感器的微型飞行器可以用来搜寻灾难幸存者、有毒气体或化学物质源，消灭农作物害虫等。在实际生活中，带有摄像拍摄功能的微型飞行器运用最普遍，通常采用电池或USB接头充电的形式充电，这种微型飞行器的飞行时间维持不长，需要时常更换电池或充电，非常不方便。另外，同时采用干电池供电等方法也不利于环境保护、浪费能源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能供电的飞行控制系统，解决现有的微型飞行器不能自动供电，导致飞行器不能维持长时间飞行，更换电池麻烦、浪费能源、不环保耐用的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种太阳能供电的飞行控制系统，包括地面遥控器、飞控主控器、方向探测模块、定位模块、图像采集模块、通信模块、电源管理模块，其中：
地面遥控器：通过通信模块将指示信号传输给飞控主控器，接收由飞控主控器通过通信模块传输的图像信息和定位信息；
方向探测模块：接收飞控主控器发送的方向信号指令，改变方向并保存方向稳定；
图像采集模块：接收飞控主控器发送的图像采集指令，采集图像信息，并将图像信息发送到飞控主控器中；
定位模块：接收飞控主控器传输的定位采集指令，采集定位信息，并将定位信息发送到飞控主控器中；
飞控主控器：接收地面遥控器通过通信模块发送的指示信号，并将指示信号作为触发信号控制方向探测模块、图像采集模块和定位模块；发送图像采集指令到图像采集模块，接收图像采集模块发送的图像信息，并将图像信息通过通信模块发送到地面遥控器；发送定位采集指令到定位模块，接收定位模块发送的定位信息，并将定位信息通过通信模块传输到地面遥控器；接收电源管理模块传输的电能；
通信模块：接收地面遥控器发送的指示信号，并将指示信号发送到飞控主控器中；接收飞控主控器传输的图像信息、定位信息，并将图像信息、定位信息发送到地面遥控器；
电源管理模块：采集太阳能，并将太阳能转化为电能传输给飞控主控器。
进一步的，方向探测模块主要包括机翼电机和陀螺仪，机翼电机控制机翼片的转速，使飞行器可以改变方向运动，陀螺仪用来保持方向稳定。图像采集模块采用带有CCD图像传感器的摄像机采集图像信息，并将图像信息发送给飞控主控器。定位模块采用GPS定位芯片定位。通信模块一般采用无线遥控通信技术进行通信。飞控主控器主要采用单片机作为中央控制器控制方向探测模块、定位模块和图像采集模块。采用太阳能为飞行器供电，解决了现有的微型飞行器不能自动供电、更换电池麻烦、浪费能源、不环保耐用的问题。
电源模块中包括太阳能电池片、逆变器、变压器和充电电池，其中：
太阳能电池片：采集太阳能，并将太阳能转化为直流电，将直流电发送到逆变器中；
逆变器：接收太阳能电池片传输的直流电，并将直流电转化为交流电传输给变压器；
变压器：接收逆变器传输的交流电，改变交流电压，并将改变后的交流电压作为电能给充电电池供电；
充电电池：接收变压器传输的电能，并将电能传输给飞控主控器。
进一步的，太阳能电池片供电的原理是：太阳光照在半导体P-N结上，形成新的空穴-电子对，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。太阳能电池产生的电流为直流电，直流电经过逆变器后转变成交流电，再经过变压器将逆变器传输的交流电的电压降到充电电池额定电压范围内，然后充电电池再为飞控主控器供电。
在飞行器机体上有设置有一个太阳能电池片，所述太阳能电池片位于飞行器机体的顶部。将太阳能电池片设置在飞行器机体的顶部更利于太阳照射，以便获得光能。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明一种太阳能供电的飞行控制系统，解决了现有的微型飞行器不耐用、更换电池麻烦的问题；
2、本发明一种太阳能供电的飞行控制系统，解决了现有的微型飞行器不能自动供电、浪费能源、不环保的问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1：
如图1所示的一种太阳能供电的飞行控制系统，包括地面遥控器、飞控主控器、方向探测模块、定位模块、图像采集模块、通信模块、电源管理模块。其中：
地面遥控器：通过通信模块将指示信号传输给飞控主控器，接收由飞控主控器通过通信模块传输的图像信息和定位信息；
方向探测模块：接收飞控主控器发送的方向信号指令，改变方向并保存方向稳定；
图像采集模块：接收飞控主控器发送的图像采集指令，采集图像信息，并将图像信息发送到飞控主控器中；
定位模块：接收飞控主控器传输的定位采集指令，采集定位信息，并将定位信息发送到飞控主控器中；
飞控主控器：接收地面遥控器通过通信模块发送的指示信号，并将指示信号作为触发信号控制方向探测模块、图像采集模块和定位模块；发送图像采集指令到图像采集模块，接收图像采集模块发送的图像信息，并将图像信息通过通信模块发送到地面遥控器；发送定位采集指令到定位模块，接收定位模块发送的定位信息，并将定位信息通过通信模块传输到地面遥控器；接收电源管理模块传输的电能；
通信模块：接收地面遥控器发送的指示信号，并将指示信号发送到飞控主控器中；接收飞控主控器传输的图像信息、定位信息，并将图像信息、定位信息发送到地面遥控器；
电源管理模块：采集太阳能，并将太阳能转化为电能传输给飞控主控器。
电源模块中包括太阳能电池片、逆变器、变压器和充电电池，其中：
太阳能电池片：采集太阳能，并将太阳能转化为直流电，将直流电发送到逆变器中；
逆变器：接收太阳能电池片传输的直流电，并将直流电转化为交流电传输给变压器；
变压器：接收逆变器传输的交流电，改变交流电压，并将改变后的交流电压作为电能给充电电池供电；
充电电池：接收变压器传输的电能，并将电能传输给飞控主控器。
在飞行器机体上有设置有一个太阳能电池片，所述太阳能电池片位于飞行器机体的顶部。
一种太阳能供电的飞行控制系统的操作过程：人工控制地面遥控器，通过无线遥控通信技术发送一个指令到飞控主控器上，飞控主控器控制方向探测模块里的机翼电机和陀螺仪，机翼电机控制机翼片的转速，使飞行器可以改变方向运动，陀螺仪用来保持方向稳定；飞控主控器控制图像采集模块中带有CCD图像传感器的摄像机采集图像信息，并将图像信息发送回地面遥控器中；飞控主控器控制定位模块中的GPS定位芯片定位，并将定位信息发送回面遥控器中。地面遥控器中收到图像信息和定位信息后存储在地面遥控器内部的内存芯片当中，同时，在地面遥控器中还有一个显示屏，可以实时查看拍摄图像画面和定位位置。电源管理模块主要由太阳能电池片、逆变器、变压器和充电电池组成，太阳能电池片供电的原理是：太阳光照在半导体P-N结上，形成新的空穴-电子对，在P-N结电场的作用下，空穴由N区流向P区，电子由P区流向N区，接通电路后就形成电流。太阳能电池产生的电流为直流电，直流电经过逆变器后转变成交流电，再经过变压器将逆变器传输的交流电的电压降到充电电池额定电压范围内，然后充电电池再为飞控主控器供电。本发明的飞控主控器可采用51系列单片机。采用太阳能为飞行器供电，解决了现有的微型飞行器不能自动供电、更换电池麻烦、浪费能源、不环保耐用的问题。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种太阳能供电的飞行控制系统，其特征在于，包括地面遥控器、飞控主控器、方向探测模块、定位模块、图像采集模块、通信模块、电源管理模块，其中：
地面遥控器：通过通信模块将指示信号传输给飞控主控器，接收由飞控主控器通过通信模块传输的图像信息和定位信息；
方向探测模块：接收飞控主控器发送的方向信号指令，改变方向并保存方向稳定；
图像采集模块：接收飞控主控器发送的图像采集指令，采集图像信息，并将图像信息发送到飞控主控器中；
定位模块：接收飞控主控器传输的定位采集指令，采集定位信息，并将定位信息发送到飞控主控器中；
飞控主控器：接收地面遥控器通过通信模块发送的指示信号，并将指示信号作为触发信号控制方向探测模块、图像采集模块和定位模块；发送图像采集指令到图像采集模块，接收图像采集模块发送的图像信息，并将图像信息通过通信模块发送到地面遥控器；发送定位采集指令到定位模块，接收定位模块发送的定位信息，并将定位信息通过通信模块传输到地面遥控器；接收电源管理模块传输的电能；
通信模块：接收地面遥控器发送的指示信号，并将指示信号发送到飞控主控器中；接收飞控主控器传输的图像信息、定位信息，并将图像信息、定位信息发送到地面遥控器；
电源管理模块：采集太阳能，并将太阳能转化为电能传输给飞控主控器。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能供电的飞行控制系统，其特征在于，电源模块中包括太阳能电池片、逆变器、变压器和充电电池，其中：
太阳能电池片：采集太阳能，并将太阳能转化为直流电，将直流电发送到逆变器中；
逆变器：接收太阳能电池片传输的直流电，并将直流电转化为交流电传输给变压器；
变压器：接收逆变器传输的交流电，改变交流电压，并将改变后的交流电压作为电能给充电电池供电；
充电电池：接收变压器传输的电能，并将电能传输给飞控主控器。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能供电的飞行控制系统，其特征在于，在飞行器机体上有设置有一个太阳能电池片，所述太阳能电池片位于飞行器机体的顶部。
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